ä (*TTS)s ä s H 2 "000 ä k 02 3k 5 4s h h .i un äf aa r b Sa n -s & 3 3
PPT
Nr 215 - 1981
Statens väg- och trafikinstitut (VTl) - 581 01 Linköping
|SSN 0347-6030 National Road &Traffic Research Institute - S-581 01 Linköping - Sweden
Tjälisolerande effekten hos några
,1 5
överbyggnadskonstruktioner
FÖRORD
Vid Statens väg- och trafikinstitut har sedan 60-talet
i samarbete med Statens vägverk pågått utredningar om
möjligheterna att använda olika typer av slagger och
styrencellplasterj_vägar. Överbyggnadskonstruktioner,
där dessa material ingår, har nu jämförts med varandra
med avseende på den tjälisolerande effekten. Resultaten från dessa undersökningar ger underlag för
översikt-liga bedömningar av alternativa tjälskyddslösningar.
Undersökningarna har utförts inominstitutets egen
tjälforskning.
Linköping i mars 1981
INNEHÅLLSFÖRTECKNING sid SAMMANFATTNING I SUMMARY IV 1. INLEDNING 1 2. TJÄLISOLERINGENS VERKNINGSSÄTT 1
3. BERÄKNING AV KÖLDMAGASINERANDE KAPACI- 2
TETEN
4. KÖLDMAGASINERANDE KAPACITETEN HOS 3
OLIKA ÖVERBYGGNADER
4.1 Överbyggnad med enbart grusiga-sandiga 3
lager
4.2 Överbyggnad med slagg och liknande 6
material (x = 0,5 - 0,1 kcal/mOCh)
4.3 Överbyggnad med cellplastlager 8
(x = 0,03 kcal/mOCh)
4.3.1 Cellplastens Värmeledningstal 11
4. Isolerbäddens vattenhalt 14
4. Tjocklek hos påbyggnadslagren 14
4. Isolerbäddens tjocklek 14
4. Med hänsyn till den dimensionerande 18
medelköldmängden
4.4 Jämförelse mellan några alternativa 18
tjälisolerade överbyggnadskonstruktioner
5. TJÄLLYFTNING SEDAN ÖVERBYGGNADEN 21
GENOMTJÄLATS
6. VÄRMELEDNINGSTALETS BETYDELSE 24
6.1 Värmeledningstal för några tjälisolerande 25
material
Tjälisolerande effekten hos några
överbyggnads-konstruktioner av Rune Gandahl
Statens Väg- och trafikinstitut (VTI)
581 01 LINKÖPING
SAMMANFATTNING
En tjälisoleringsåtgärd syftar till att motverka tjä-lens skadliga inflytande. Åtgärden behöver inte nöd-vändigtvis förhindra all tjälning. Tjälningen har ju också sina positiva effekter genom att den åstadkommer hårdfrusna, hållfasta materiallager och därigenom
bärig Väg.
Isolering mot tjälens skadliga verkningar kan ske genom att man inför Värmeisolerande skikt eller skikt med stora frysmotstånd i Vägkonstruktionen. Här
be-handlas endast den förstnämnda metoden.
I en tjälisolerad Vägkonstruktion bidrar och samverkar
samtliga materiallager till tjälisoleringens effekt.
AV mer dominerande betydelse är dock själva
isolerings-lagret, vars isolerförmåga beror av lagrets tjocklek och materialets Värmeledningstal. Lagret strax under
isolerlagret, ger också ett stort bidrag som
frysmot-ståndslager (= hög vattenhalt).
Tjälisoleringseffekten kan uppdelas i två delar. Den första gäller det frysmotstånd som Vägkonstruktionen erbjuder och som kan kallas den köldmagasinerande kapaciteten (uttryckt i dygnsgrader). Den andra in-träder sedan Vägkonstruktionen genomtjälats, d v 5 efter det den köldmagasinerande kapaciteten överskri-dits. Är undergrunden tjälkänslig uppstår nu
tjälskjut-ning som emellertid är reducerad jämfört med icke iso-lerade förhållanden, eftersom en tjälsiolerad
(Värme-II
isolerad) vägkonstruktion är tjälisolerande även efter genomtjälning.
Ytterligare en tjälisoleringseffekt kan noteras, näm-ligen den sannolikt förmildrade nedsättningen av bärig-heten under tjällossningstiden, som dock ej behandlas
närmare här.
Den köldmagasinerande kapaciteten hos olika typer av
tjälisolerade vägkonstruktioner, där
värmelednings-talet för isolermaterialet varierats, har jämförts och
man finner exempelvis att man kan reducera tjockleken hos den grus-sandöverbyggnad som erfordras i mycket
tjälfarliga marklägen till mer än hälften om man inför ett värmeisolerande skikt av styrencellplast. Se fig
9 och 10.
Det dominerande bidraget till tjälisoleringen, som kommer från isolerlagret är starkt beroende av
isoler-materialet värmeledningstal, som närmare exemplificeras
i fig 4 beträffande styrencellplast. I praktiken är det så att om värmeledningstalet exempelvis fördubblas,
måste isolerlagrets tjocklek också fördubblas, för att
behålla den ursprungliga köldmagasinerande kapaciteten. Betydelsen av vattenhalten hos lagret närmast under
isolerlagret framgår klart av fig 5, som visar att en ökning av vattenhalten ger ett bättre tjälskydd, vil-ket alltså kan motivera minskning av isolertjockleken.
Tjockleken hos lagret under isolerlagret, är också av
starkt praktisk betydelse, eftersom det kan bestå av gammal väguppbyggnad, som sålunda kan nyttiggöras för att öka tjälisoleringseffekten.
Vad som möjligen kan vara förbisett är att det för samma tjälskyddseffekt i kallare trakter erfordras ett starkare dimensionerat tjälskydd än i varmare trakter. Orsaken därtill är att ju varmare somrarna är desto
III
vintrarna motverkar kylas angrepp. Se fig 8.
En schematisk sammanställning av köldmagasinerande
kapaciteten hos vägkonstruktioner av olika typer,
så-som rena sand-grusuppbyggnader och isolerade konstruk-tioner med isolermaterial av varierande höjd på
Värme-ledningstalet gör det möjligt att jämföra konstruk-tioner med samma köldmagasinerande kapacitet. Se fig 9. I det fall man dimensionerar den isolerade vägkonstruk-tionen så att den kommer att genomtjälas, d v s vinter-kylan överskrider den köldmagasinerande kapaciteten, kommer tjällyftning att inträffa, om undergrunden är tjälkänslig (= tjällyftningsaktiv). Storleken på denna
lyftning har beräknats (S Fredén) för tre fall. Se fig
11. Den uppkomna lyftningen blir en rätlinjig funktion
av den överskridna köldmängden. Kvoten köldmängd/lyft-ning beror av tjällyftköldmängd/lyft-ningsbenägenheten i undergrunden och den isolerade vägkonstruktionens
IV
The frost protection effect of different kind of
pave-ment structures by Rune Gandahl
National Swedish Road and Traffic Research Institute
(VTI)
581 01 LINKÖPING
SUMMARY
By a frost protection measure the damaging effect of
the ground frost is retarded. It is not always a need
to totally eliminate all freezing. The freezing of a
road base and other soil layers in the subgrade has
also a positive effect by creating hard frozen layers
with high resistance and consequently a road with high
bearing capacity.
Frost protection by frost insulation against damaging
effects of the frost can be done by inserting heat
insulation layers or layers with high freezing
resis-tance in the road base. Here the first mentioned
method is discussed.
In a frost insulated road base all material layers of the base contribute and cooperate to the frost
protec-tion. Of dominating importance is, however, the heat
insulation layer itself, the insulating prOperties of which is a function of the thickness of the layer and the thermal conductivity of the material. The layers
just beneath the insulation layer also give a great contribution to the frost insulation effect if being
a frost resistance layer (high water content). The frost insulation effect comprise to parts. The
first one is the freezing resistance of the road base
which could be called the frost resistance capacity (expressed in degree - day). The second one will be actuel when the whole base is frozen through i.e. the
frost resistance capacity is exceeded. If the subgrade is frost susceptible frost heaving will occur which, however, will be reduced in comparison to
non-insula-ted conditions, as a frost insulated (heat insulated)
road base is frost insulating even after having been frozen.
Further, another effect of the frost protection can be
noticed, namely the possible milder reducing of the bearing capacity during spring frost break-up, an
as-pect which, however, willnot be considered here.
The frost resistance capacity of different frost insu-lated road bases, where the thermal conductivity of
the insulation material varies is compared, and you
will find that you can reduce the thickness of that
sand-gravel base which is needed on the most frost
dangerous subgrade to more than half if you introduce
an appropiate heat insulation layer in the road base. The dominating contribution to the frost insulation,
which emanates from the heat insulation layers is strongly dependent on the thermal conductivity of the
heat insulation material, which is exemplified in fig
4 for polystyrene foam. In fact, if the thermal conduc-tivity value is doubled, the thickness of the insula-tion layer, also must be doubled in order to keep the
original frost resistance capacity. The importance of
the water content in the layer just beneath the heat
insulation layer is clearly to be recognized by fig 5,
which shows that an encrease of the water content
gives a better frost protection, which could be a motivation to reduce the thickness of the insulation.
The thickness of the layer beneath the insulation
layer is of great practical importance as it may con-sist of an old road base, which could be taken advan-tage of in encreasing the frost protection effect.
VI
What possibly could be overlooked is the fact that for
the same frost protection effect in colder regions
there will be necessary with a more strongly
dimensio-ned frost protection than in warmer regions. The cause for that is that warmer summers store more heat than
cold ones, and that stored heat is used during the winters counteracting the attack of the frost.
A schematic compilation of the frost resistance capa-city of different road bases, as pure sand-gravel
bases and insulated bases with insulation materials of
variating thermal conductivity values makes it
pos-sible to compare bases with the same frost resistance capacity.
In that case you design the frost insulated road base only so far that it will just totally freeze and the
freezing index of the winter will exceed the frost resistance capacity, frost heaving will occur, if the subgrade is frost susceptible. The magnitude of this heaving has been calculated (S Fredén) for three cases. The calculated heaving is a straightlinear function of the exceeded freezing index. The quotient freezing index/heaving depends on the frost heaving properties of the subgrade and thermal conductivity properties of the insulated road base.
1. INLEDNING
Den tjälisolerande effekten bestämmes i första hand av det frysmotstånd som den isolerade vägkonstruktionen erbjuder, och som här kallas köldmagasinerande kapaci-teten. Om den köldmagasinerande kapaciteten motsvaras av en viss köldmängd (dygnsgrader) är tjälskyddet 100%
vid denna köldmängd. Om köldmagasinerande kapaciteten
är lägre, d v 5 tjälskyddet är partiellt, kommer, då
under en vinter den dimensionerande köldmängden över-skrides, vid den fortsatta tjälningen i tjälkänslig
undergrund att uppstå tjällyftning, som dock jämfört
med oisolerade förhållanden är reducerad.
Bärighets-nedsättningen under tjällossningstiden blir heller icke så stor vid isolerad väg som vid oisolerad.
2. TJÄLISOLERINGENS VERKNINGSSÄTT
Genom tjälisolering kan tjällyftningen minskas eller
helt förhindras och bärighetsnedsättningen under
tjäl-lossningsperioden reduceras jämfört med oisolerade för-hållanden. Till att börja med fördröjes undergrunds-tjälningen genom att den tjälisolerade överbyggnaden bromsar tjälnedträngningen. Först sedan överbyggnaden genomtjälats kan tjälning komma igång i undergrunden. Överbyggnadens motstånd mot genomtjälning beror av dess köldmagasinerande kapacitet, som kan mätas i
dygnsgrader (OC°dygn). Om exempelvis den tjälisolerade överbyggnaden är dimensionerad för 1 000 dygnsgrader
och denna köldmängd en aktuell vinter inträffar,
inne-bär detta genomtjälning av överbyggnaden men ingen
tjälning i undergrunden. Först efter det köldmängden
överskrides under en vinter startar tjälning i
under-grunden. Om nu undergrundsmaterialen är tjällyftnings-benägna och grundvattentillförsel är säkrad sätter också tjällyftning igång. Den resulterande
tjällyft-ningen under en vinter blir dock mindre vid en
därför att tjälningen i undergrunden är fördröjd och dels därför att den tjälisolerade överbyggnaden även i
genomtjälat tillstånd fortfarande har kvar sin värme-isolerande verkan.
3. BERÄKNING AV KÖLDMAGASINERANDE KAPACITETEN
Den köldmagasinerande kapaciteten hos skilda överbygg-nadskonstruktioner kan i jämförande syfte enklast
be-räknas genom den klassiska metoden enligt Skaven-Haug
/1/. Den sammansättes av frysvärme och jordvärme en-ligt nedan.
qn då
do 0
Frysvarme Qn = Å + qn dn 2 X_ C h n 2 o do 0 Jordvärme E = k GTÅZX_ C - h 0 där n = n:te lagretq = lagrets köldackumulerade förmåga kcal/m3
Å = materialets Värmeledningstal
kcal/m3 - OC - h
G = Temperaturgradient i marken OC/m
T do = Tid h
2 7- = summan av värmegenomgångsmotstånden för
0 ovanför n:te lagret liggande lagren
k = konstant = 0,7
Av dominerande betydelse är q för icke värmeisolerade
överbyggnader. g beror av lagrens vattenhalt sålunda
830 ° WV + 300 för mineraliska material
830 ' WV + 30 för organiska material
WV är vattenhalten i volymsprocent, som alltså har stor betydelse för den köldackumulerande förmågan. För värmeisolerande material bidrar Å i hög grad till den köldmagasinerande kapaciteten.
G som är temperaturgradienten under tjälskorpan är beroende av årsluftmedeltemperaturen och även
approxi-mativt av köldmängden.
T betecknar frosttiden, tidsperioden med negativa gra-der i luften ungra-der vintern.
k är en konstant, som av Skaven-Haug satts till 0,7.
4. KÖLDMAGASINERANDE KAPACITETEN HOS OLIKA
ÖVER-BYGGNADER
Även en överbyggnad uppbyggd med enbart naturmaterial av sand- och grustyp är i viss mån tjälisolerande vid
större mäktigheter. Det kan diskuteras var man skall
sätta gränsen mellan tjälisolerande-värmeisolerande material och icke tjälisolerande. En praktisk gräns vore vid värmeledningstalet 0,5 kcal/mOCh. På så sätt
inrymmes sådana material som olika typer av slagg,
lättklinker, cementbehandlad styrencellplast i gruppen tjälisolerande-värmeisolerande material.
En grupp för sig utgör frysmotståndsmaterial såsom bark, som är tjälisolerande vid höga vattenhalter och samtidigt höga värmeledningstal på grund av det stora frysmotståndet.
4.1 Överbyggnad med enbart grusiga-sandiga lager
Överbyggnaden som är uppritad i fig 1, består av föl-jande lager
beläggning
grusbärlager
sandlager av låg vattenhalt sandlager av hög vattenhalt
Vid beräkningarna behandlas beläggning och bärlager
som ett lager = bärlager, eftersom resultatet blir
nöjaktigt detsamma vid sammanslaget lager som vid
en-skilda lager.
I fig 1 redovisas resultatet av beräkningar av den
köldmagasinerande kapaciteten som funktion av överbygg-nadstjockleken för tre olika orter med skiljande medel-köldmängder. Man kan notera att för en och samma
över-byggnadstjocklek minskar den köldmagasinerande
kapaci-teten vid ökande medelköldmängd. Så blir vid 2 m
över-byggnadstjocklek och sandmaterialets vattenhalt 7
vol-edel = 600°c dygn ca 1 000°c dygn
och för Fmedel = 1 2000C dygn ca 8000C dygn. En och
samma överbyggnad ger alltså ett sämre tjälskydd i % kapaciteten för Fm
nordliga, kallare delar av landet än i sydligare, varmare. Anledningen till den skiljande köldmagasine-rande kapaciteten är att temperaturgradienten under tjälzonen är större i söder än i norr. Detta i sin tur
beror på att sommarvärmemagasinet ökar från norr till
söder. För att erhålla samma tjälskydd i varmare som i
kallare trakter måste dimensioneringen av överbyggna-den således anpassas till överbyggna-den lokala köldmängöverbyggna-den. Om
man exempelvis önskarett tjälskydd motsvarande
köld-magasinerande kapaciteten på 1 OOOOC dygn blir de nöd-vändiga överbyggnadstjocklekaren för Fmedel = 600 2 m
_ o n _ 0
och Fmedel- 1 000 C dygn 2,1 m och for Fmedel - 1 200 C
dygn 2,3 m.
I en sandprofil såsom i den antagna överbyggnadskon-struktionen är ofta bottenlagren mer vattenrika än
högre liggande delar. Dessa lager har då ett större frysmotstånd och hela överbyggnadens köldmagasinerande
kapacitet blir större. En exemplifiering kan studeras
i fig 1, där kurvor över köldmagasinerande kapaciteten
inritats för Fmedel = 6000C dygn och vattenhalterna 7
och 20 vol-% för ett bottenskikt på 30 cm av sand. Man avläser här samma köldmagasinerande kapacitet vid
Köldmöngd .C'dygn
° ' 0 . 'W 20 . - o .
Freezmg Index C days 3 /Fdim_600 C dygn
ü °C-days W3 7% r:dim = 1000 'C dygn 2200 av W3 70,. 'C' days 2100'4
2000-19001
Fain1=1200 'C dygn
'C-days 1800-' W3 70/0 1700* 1600-1500* 1400-* 1300* 1200 1 1100* / 1000 / 900 " . .. .But. belaggn. But. surface ______.__ i
800- 3Ör|.grus Base course 4-- 'mb- 17gravel
700* Sand Sand . , . . .
600
Sand Sand . _ .. , 30cm
500* I / // //
400*
300" W3 = Vattenhalt i undre sandlager
200_ Water content in bottom layer
of sand 100-' I T T I : 1 2 3 4 5 6 Överbyggnadstjocklek, m Thickness of base, m
Fig 1. Exempel som Visar köldmagasinerande kapaciteten
för en sandgrusöverbyggnad i olika trakter av
landet med skiljande köldmängder.
Example showing the frost resistance capacity of a sand-gravel base in regions with different
frost indices.
överbyggnadstjocklekarna 1,3 och 1,1 då vattenhalterna
är 7 resp 20 vol-%.
4.2 Överbyggnad med slagg och liknande material
(A = 0,5 - 0,1 kcal/mOCh)
Material av typen "slagg" kan från bärighetssynpunkt sett förläggas högt i överbyggnaden om "slaggen" har
stor hållfasthet. Härvid Vinnesför en och samma
tjock-lek hos slagglagret den bästa tjälisolerande effekten.
Nackdelen med det höga läget är emellertid en något förhöjd halkrisk på höstarna. "Slagg"-material av
lägre hållfasthet kan behöva förläggas djupare i över-byggnaden och måste då användas i tjockare lager för att erhålla samma tjälisolerande verkan som vid högt läge. Fig 2 exemplifierar hur den köldmagasinerande kapaciteten varierar med höjdläget i överbyggnaden. Fig 2:1 visar den köldmagasinerade kapaciteten hos en
överbyggnad där detvärmeisolerande lagret är
topp-lager. Två alternativ presenteras, det ena där totala
överbyggnadsmäktigheten hålles konstant 70 cm och
isolerlagrets tjocklek varierar från 0 till 70 cm och
det andra där det förutsättes ett sandlager av
kon-stant tjocklek under isolerlagret, vilket senare
varierar från 0 till 70 cm. Beräkningarna har utförts
för de tre antagna Å-värdena på isolermaterialet
(0,5, 0,2 och 0,1 kcal/thC) och dimensionerande köld-mängden 1 OOOOC dygn. Ur figuren kan man utläsa att
vid följande kombinationer av lagertjocklekar är den köldmagasinerande kapaciteten hos överbyggnaderna
1 0000c dygn.
16 cm isolerlager (x = 0,1) + 54 cm sandlager 20 " " (Å = 0,1) + 30 " " 38 " " (Å = 0,2) + 32 " " 40 " " (Å = 0,2) + 30 " " VTI RAPPORT 215Köldmöngd 'C-dygn Fre 1 2000* 1900-q 1800*
17004
w00<
1500-1400«
1300-12004 1100"1 1000 900< 800' 700- 600-500* 400' 300% 200' 100 Fig 2:1.Ä:O,1 kcal/m .Ch
ezing index 'C-days 1 Bit." Bit. belaggn, surface Isolering lnsuldti on Sand Sand Fdim :1000 'C-dygn
Fdim = 1000 'C'days
/
Total Total ,øø'øøøøø' Överbyggnadstjocklek, 70cm thickness of base, 70cm Sandlcgrets tjocklek, 30cm Thickness of sandlayer, 30 cm Ä V 70 I I 50 60 Isoleringens tjocklek, cm Thickness of insulation, cm 10 20 30Köldmagasinerande kapaciteten hos en
överbygg-nad med Värmeisolerande lager strax under
be-läggningen som funktion av isolertjockleken.
Frost resistance capacity of a base with a heat insulation layer just beneath the bituminous surface as a function of the insulation thick-ness.
Nästa figur 2:2, beskriver köldmagasinerande
kapaci-teten hos en överbyggnad med ett t0pplager av 20 cm bärlagergrus (inkl beläggning), värmeisolerande lager
(Å = 0,5,0,2 och 0,1 kcal/thC) och underliggande
sand-lager. Tre fall genomräknas, nämligen ett där
sandlag-rets tjocklek är 0 cm, ett andra där tjockleken hos sandlagret är konstant 30 cm och slutligen ett tredje
där man förutsätter att totala överbyggnadstjockleken är 70 cm. Med samma förutsättningar som i föregående
diagram jämföres lagertjocklekarna hos de tre
över-byggnadsalternativen. Lagertjocklekarna blir för
1 000 dygnsgrader.
20 cm bärlager + 18 cm isolerlager (Å = 0,1) + 32 cm sandlager
20 " " + 18,5 " " (Å = 0,1) + 30 " "
20 " " + 24 " " (Å = 0,1) + 0 " "
20 " " + 36 " " (Å = 0,2) + 30 " "
20 " " + 44 " " (Å = 0,2) + 6 " "
20 " " + 46,5 " " (Å = 0,2) + 0 " "
Påföljande figur, 2:3, beskriver ännu en variant, där
påbyggnaden på isolerlagret utökats med ett
förstärk-ningslager av sand. Två alternativ presenteras, ett där totala överbyggnadstjockleken är 70 cm och ett där
sandlagret konstant har tjockleken 30 cm. Isolerings-materialets värmeledningstal varieras med värdena 0,1,
0,2 coh 0,5 kcal/mOCh. Lagertjocklekarna för de skilda
alternativen blir vid den dimensionerande köldmängden
1 000 dygnsgrader som följer nedan.
20 cm bärlager + 30 cm sand + 19,5 cm isolerlager (Å 0,1)
20 H I' + II M + H U = 0,1)
20 N N + 4 H U + ll H =
4.3 Överbyggnad med cellplastlager
(Å = 0,03 kcal/mOCh)
Cellplast är en tämligen ny materialtyp i vägsammanhang
Köldmöngd °Codygn Freezing index °C-doys
4) Bit Bit. belöggn. surface 01 k , . . = CGI Ch Grus Grove! 20cm Ä ' /m . / Isolering 'HSM-2000. -lahon 1900_ Sand Sand 1800-*
1700-1600-
///////
15004 ///
1400« // X=0,2 / 1300- ' / 1290_ Fdim :1000 °C-dygn F ' :1 0 . 1100_ dum 000 C days / /'mw
/
4//
A/
/
/
/
900« // //' 800-_ /700*
//
//
l///,zz/ '
/
/
//
som* // // /////// A=05 ,/ /' // m0- / // /' 400'1 / 4/ / Total överbyggnadstjocklek, 70cm300 1 / / Total thickness of base, 70cm
/
200 7/ // / / _Sandlagrets tjocklek, 30cm
/ / / Thickness of sondlayer, 30 cm
// ,z .
100 / Sondlagrets tjocklek, Ocm
A Thickness of sandlclyer, Ocm
l l I I r r 1
10 20 30 40 50 60 70
Isoleringens tjocklek, cm
Thickness of insulation, cm
Fig 2:2. Köldmagasinerande kapaciteten hos en
överbygg-nad med värmeisolerande lager strax under bär-lagret som funktion av isolertjockleken.
Frost resistance capacity of a base with a heat insulation layer just beneath the bearing course as a function of the insulation thick-ness.
Köldmdngd 'C-d gn Freezmg index Bit Bit. belöggn. surface, 'days 10 Ä: 0,1 kcal/m'Ch 2000* Grus Grovel 1900 * Sand Sand / 1800* Isole- 'nSU" ring lotion 1700* 1600* ///// 1500+ //// 1400"* / 1300* / 1200 -1 NCO_ //:::,Å=OJ 1000 / Fdim = 1000 'C-dygn
90°
/
Fdim = 1000 -c days
800'* 000* / / Å=O,5 500« //// ////// /////, 4007 / / ./ Total overbyggnodstjocklek, 70cm3001 / Total thickness of base, 70 cm
200* Sondlogrets tjocklek, 30 cm Thickness of sondloyer, 30 cm 100-* I 1 I I I I j 10 20 30 40 50 60 70 Isoleringens tjocklek, cm Thickness of insulation. cm
Fig 2:3. Köldmagasinerande kapaciteten hos en
överbygg-nad med värmeisolerande lager strax under bär-och förstärkningslager som en funktion av
isolertjockleken.
Frost resistance capacity of a base with heat insulation layer beneath the upper and lower
bearing course as a function of the insulation thickness.
11
och har på grund av sitt låga värmeledningstal en
mycket god värmeisolerande-tjälisolerande förmåga. En cellplastisolerad överbyggnad består värmeisolerings-mässigt sett av tre lager, nämligen de på
cellplast-lagret vilande lagerpacken (beläggning, bärlager,
för-stärkningslager) som ger ett endast litet bidrag till tjälisoleringseffekten, cellplastlagret som ger det
dominerande bidraget och slutligen lagret under
cell-plastlagret, isolerbädden, som i icke ringa grad bidrar till tjälisoleringseffekten.
Den erforderliga cellplasttjockleken för en viss köld-magasinering är mycket liten vilket kan synas över-raskande, då man jämför med konventionella
vägbyggnads-lager. Den grad av tjälskydd man kan uppnå genom en cellplastisolerad överbyggnad är starkt beroende av cellplastkvalitet (Å-tal), konstruktion och utförande.
Fig 3 anger två st kurvor, en för grus-sandöverbyggnad
och en för cellplastöverbyggnad, som beskriver köld-magasinerande kapaciteten som funktion av grus-sand-tjockleken resp cellplastgrus-sand-tjockleken. Några viktiga moment behandlas i det följande.
4 3-1
QêllElê§E§Q§_YäEE§lêéêlâgêäêl
Cellplasternas goda värmeisolerande förmåga härrör
från dess låga värmeledningstal. Emellertid har skilda
cellplastkvaliteter olika höga värmeledningstal. I fig 4 har framräknats den tjocklek, som i den givna
kon-struktionen är nödvändig för att konstruktionerna
skall ernå en viss köldmagasinerande kapacitet, när cellplastens värmeledningstal varierar. Hjälpstrecket vid den dimensionerande köldmängden (= 1 000 dygns-grader) visar vilka isolertjocklekar man måste välja vid de olika värmeledningstalen. Så måste vid dubblat värmeledningstal isolertjockleken också för-dubblas, för att samma köldmagasinerande kapacitet skall kunna behållas.
12
Köldmöngd °C'dygn
Freezing index 'Codays
4
/
22004 A _ Bit. Bit. 2100 bel. surface \_ 2000_ Grus Grovel 5 Å ' 200m 1900_ Sand Sand _' 1800- ' ' ',j 1700- )'/ i/ 2' 1600- 1500- 11.00- 1300- 1200-1100- 200 cm 4,5cm Fdim=1000 °C'dygn 1000 Y Fdim = 1000 °C'days 900-800 _ Bit. bel. Bit. surface .
7001 Grus Gravel 20 cm Sand Sand 30 cm 5004 Isolering Insulation _ _ _ 0-6 cm Sand Sand °- 30 cm 500* 1.00-300* 200* Isolermgens t;ocklek,cm. . 100- Thickness of insulation,cm 1_ 3 l. 5 6 cm i å ä Å ?0 A 0 'm Grussandlagrets tjocklek, m Thickness of layer of gravel sand rn
Fig 3. Exempel på köldmagasinerade kapaciteten hos en
grus-sandöverbyggnad och en nad. "Kapacitetsvärdet" kan generellt. För uppskattning
cellplastöverbygg-inte användas av
köldmagasiner-ande kapaciteten hos specifik överbyggnad måste aktuella ingångsvärden nyttjas i beräkningen. Example showing the calculated frost resistance capacity of an sand-gravel base and a base frost protected with plastic foam. This capacity
values are not to be generally used. By calcu-lating the frost resistance capacity for any single base the apprOpriate
to be chosen.
VTI RAPPORT 215
13
Köldmöngd °C-dygn /
Freezing index °C-d0ys
A
1500 '* 1400" 1300 '4 1200-Fdim .-. 1000 °C-dygn -- 0 l Fdim ._1000 C days 1100* ?x kcaL/m°Ch Ä0,02 40,04 kcal/m 'Ch ! Öknin en av isoleringens 1000 0:02 tjock ek 3+6cn1 increased truckness of in5u|cnion 900 -* , BH. 0,025 Bit.bel. surface _ _Grus Gravel "4 7- *7 ?oem
Sand Sand V " H ' '300m 800_ Isolering Insulation __ 3-6 cm 0 030 Sand Sand 30 Cm 0,035 700q 0040 0,045 I I I I | > 7 8 lsoleringens tjocklek,cm Thickness of insulation,cm m u-Ä LD U)
Fig 4. Köldmagasinerande kapaciteten hos en
cellplast-överbyggnad som funktion av cellplastens
Värme-ledningstal och tjocklek.
The frost resistance capacity of a road base with plastic foam for different values of the
thermal conductivity as a function of the thick-ness of the foam layer.
14
4 3-2
läQlêEäêQêåE§_YêEE§EäêlE
Isolerbädden tjänstgör som ett frysmotståndslager. Diagrammet i fig 5 anger för samma
överbyggnadskon-struktion som i fig 4 hur för samma dimensionerande
köldmängd (= 1 000 dygnsgrader) olika cellplasttjock-lekar kan väljas med utgångspunkt från isolerbäddens vattenhalt. Om sålunda vattenhalten hos isolerbädden kan ökas från 7 vol-% till 20 vol-% kan med bibehållen köldmagasinerande kapacitet tjockleken hos
isoler-lagret minskas från 4,5 till 3,5 cm.
4-3-3
Iiesälsä_ä9§_Eêäzggaêêêlêgrsa
Påbyggnaden har främst en bärande funktion. Dess bi-drag till den köldmagasinerande kapaciteten framgår av fig 6. Det förutsättes att påbyggnadens tjocklek redu-ceras från 50 till 0 cm. Vid en dimensionerande köld-mängd på 1 000 dygnsgrader måste man då öka
cellplast-tjockleken från 4,5 cm till 5,6 om för att bibehålla
en köldmagasinerande kapacitet på 1 000 dygnsgrader.
4 3-4
:sels29䧧29§_äiesälek
Isolerbäddens bidrag till isolereffekten åskådliggöres
genom diagrammet i fig 7. Påbyggnaden är förutsatt ha storleken 50 cm, och isolerbädden en tjocklek
varie-rande mellan 0 och 70 cm. Om den dimensionevarie-rande köld-mängden är 1 000 dygnsgrader kan isolerlagrets
tjock-lek och isolerbäddens tjocktjock-lek spelas mot varandra. Om sålunda isolerbädden är 70 cm mäktig, såsom exempelvis
vid gammal väguppbyggnad, erfordras en
cellplastlager-tjocklek på 2,6 cm som måste ökas till 6 cm om
isoler-bäddens tjocklek går ned till 10 cm. Om man utgår från cellplasttjockleken 4 cm kan man öka den totala köld-magasinerande kapaciteten från 650 dygnsgrader för det fall isolerbädd saknas och till 1 250 dygnsgrader
15
Köldmöngd °C-dygn Vattenhalt hos undre sandloger
Freezing index oc.day$ Water content of lower sandloyer
1
1500 a /20 vol.°/o 1400 7 15 vol.°/o 0 1300-' V01. /o 7VO[.°/o 1200 -1100-i cc 3,5 cm mm_ F _ 1am. \ co 4,5cm d'm Ctdcys Bit." Bit. beloggn. surface Grus Gravel 20 Cm 900 i Sand Sund ', ', 30 cm Isolering Insulotion 3-6 cm Sand Sand : .. x, 12.:" 30 cm 800 700 -I I I I I I i' 3 A 5 6 7 8 Isoleringens tjocklek,cm Thickness of insulation,cmFig 5. Köldmagasinerande kapaciteten hos en
cellplast-överbyggnad som funktion av isolerbäddens tjock-lek och vattenhalt.
The frost resistance capacity of a road base with plastic foam for different values of the water content of the material in the layer just beneath the foam layer as a function of the
thickness of the foam layer.
Köldmöngd °Cvdygn
Freezing index °C-dc1ys
16
A 1200--1100" 5 F- -1
°-1000"
dlm- 000 C dygn
Fdim : °Cvdays \ä:0øø900"
.§25
16
EGT' Bit.belöggn Bitsurface . Grus Grave! .1.767.172 Sand Sand *' '*' 5 Isolering Insulation '700% Sand Sand :i 3OC
600--am"
3 4 5 6 7 8
Isoleringens tjocklek, cm
Thickness of insulation, cm
Fig 6. Köldmagasinerande kapaciteten hos en cellplast-isolerad överbyggnad för olika tjocka påbyggna-der på cellplastlagret som funktion av isole-ringstjockleken.
The frost resistance capacity for a road base with polystyrene foam for different thickness of the layers above the foam layer, as a function of the insulation thickness.
Köldmöngd 'Codygn
Freezing index °C°doys
1 17 2200* 2100- 2000- 1900-1000* Isolerböddens tjocklek, cm
1700- Thickness of layer below, cm
70 1600-15004 60 1400-* 50
13001
40
1200_
Fdim 1000 'C'dygn
30
Fdim 1000 'C-doys
1100-* / 20 1000 1///// 4 10*//
0
900-800* 700* 600-500-' Bit. beL surface Grus Grave! Sand Sand Isole- Insu-ring lotion
i" .l' 20cm 30 cm -b 7 5 Isoleringens -1 CD tjocklek, cm Thickness of insulotion, cm
Fig 7. Köldmagasinerande kapaciteten hos en cellplast-isolerad överbyggnad som funktion av
isoler-bäddens vattenhalt.
The frost resistance capacity of a road base with plastic foam as a function of the thick-ness of the layer just beneath the foam layer.
VTI RAPPORT 215
18
4.3.5 Med hänsyn till den dimensionerande
medel-Eêlémêegêsa ____________________________ __
Den köldmagasinerande kapaciteten är beroende av den dimensionerande köldmängden på orten. Eftersträvar man en och samma köldmagasinerande kapacitet förcellplast-isolerad vägöverbyggnad blir cellplastlagrets tjocklek beroende av den dimensionerande köldmängden. Det
fram-går sålunda av fig 8 att köldmängdskapaciteten 1 OOOOC
dygn erfordras cellplasttjockleken 4,8, 5,3 och 6,8 cm
för de tre valda dimensionerande köldmängderna 600,
1 000 och 1 2000C dygn. Påbyggnaden på cellplastlagret är här satt till 25 cm, som ungefär motsvarar
påbygg-naden vid en isbana. Orsaken till att tjocklekarna hos cellplastlagret blir mindre vid lägre dimensionerande köldmängder än vid högre är att sommarvärmemagasinet
är större vid lägre köldmängder än vid större.
Förut-sättningen för att detta skall hälla är emellertid att
man icke nedkyler påbyggnaden extra, vilket fallet är
vid konstfrusna banor.
4.4 Jämförelse mellan några alternativa
tjäl-isolerade överbyggnadskonstruktioner
Diagrammet i fig 9 ger möjlighet att utvälja
överbygg-nadskonstruktioner, som har samma köldmagasinerande
kapacitet vid den dimensionerande köldmängden 1 OOOOC d. Gemensamt för alla överbyggnadstyper är att pålager
av bärlagergrus och förstärkningssand har tjockleken
50 cm. Därunder vidtar ett material med olika
värme-ledningstal (Å = 0,5, 0,2, 0,1, 0,03 och slutligen 1,1
för sanden).
Om man går in vid 500 dygnsgrader kan man notera att
sandöverbyggnaden blir 120 mäktig,
cellplastuppbygg-naden (Å = 0,03) erfordrar ett 1,2 cm tjockt
cellplast-lager och att cellplast-lagertjocklekarna hos ett tjälisolerande
material med Å = 0,1 blir 3 cm, Å = 0,2 blir 16 cm och VTI RAPPORT 215
19
Köldmöngd 'C-dygn Freezing index 'C-dygn
Fdin|= 600 °C-dygn
Å| // °C'days 1200+
/
'-H-1000 '-0- 1100-1000 'I- 1200-H-900 4
800" Grus Grave! 25Cm 700 - Isolering ln5ulc1tion _ _ i '/, Sand Sand .1 .33:3. 3Ocn1
600-/
500
I
I
I
I
I
|
3 4 5 6 7 8 Insoleringens tjocklek, cm Thickness of insulation, cmFig 8. Köldmagasinerande kapaciteten hos en
cellplast-isolerad överbyggnad för olika dimensionerande
köldmängder som funktion av isolertjockleken.
The frost resistance capacity of a road base
with plastic foam for different design freezing
indices, as a function of the thickness of the
foam layer.
20
Köldmöngd °C-dygn
Freezing index °C-doys A :0,1 kcal/m 'Ch
A Bit bel. Bit.surfc1c= X ,'
2000 Grus Gravel JA' -' 9"* /
19001 Sand Sand '. O /I, "_Ajø'.\._'._'_ I
1800* -_2 '. '_- u , Isolering ' Insulotion 1700. ' / M 1600"* I I I I 1500* / / II 1400< I' //// 13%*
1:02
' 1200-* . I 1/ /Fdim=1000 'C'dygn
/
INOO) //
1100' Fdim =1000 'C-doys / _ , / , ./ 1000 /1'/ ,I / , , I / \ , 900-* ' // 1:_ .._ / Isolering Insulcmon _ . ,. 800'q I / V -_. . m0 7004 ( ,/'/: // / / I, Å:O,5ø/ 6004 I // / / ' j, / ,I / a. 500 /I /4 /'o* 400- /, /3' ///, ",,øø' 300'* " I _. / mm _' 100 '1 1 I I I . I I > --- 1 2 3 4 5 6 cm _---_ 10 20 30 40 50 60 cm _--- 100 200 300 400 500 600 cm
:i::* Isoleringens tjocklek, cm Thickness of insulation, cm
--- Grussondlogrets tjocklek, cm Thickness of sand and grovel,cm
Fig 9. Sammanställning av köldmagasinerande kapaciteten
hos några olika typer av överbyggnader, som
funktion av överbyggnadstjocklek resp isoler-tjocklek.
The frost resistance capacity for different bases
as a function of base thickness and insulation thickness.
21
Å = 0,5 blir 40 cm. Motsvarande siffror vid 1 000
dygnsgrader blir för sanduppbyggnad 200 cm,
tjäliso-lering med material med Å = 0,03 4,6 cm, Å = 0,1 22 cm, Å = 0,2 41 cm och Å = 0,5 mer än 70 cm.
Överbyggnaderna med köldmagasinerande kapaciteten
1 000 dygnsgrader är uppritade i fig 10, för att illu-strera de skiljande tjocklekarna.
5. TJÄLLYFTNING SEDAN ÖVERBYGGNADEN GENOMTJÄLATS
Efter det överbyggnaden genomtjälat och tjälningen
fortsätter över till den underliggande tjällyftnings-benägna undergrunden startar tjällyftning. Frågan är hur stor denna tjällyftning kan bli.
Man kan till att börja med konstatera att så länge
överbyggnaden ej tjälat kan ingen tjälning förekomma
i undergrunden. Om exempelvis den köldmagasinerande
kapaciteten hos överbyggnaden är 500 dygnsgrader och vinterns köldmängd blir 1 000 dygnsgrader, så skulle kunna antas att för tjälning i undergrunden återstår
500 dygnsgrader. Effekten av dessa 500 dygnsgrader
måste bli olika beroende på överbyggnadens
tjällyft-ningshämmande egenskaper.
För samtliga här behandlade överbyggnadstyper måste
gälla att de även i fruset tillstånd har
värmeisole-rande förmåga, vilket för med sig att värmeutbytet
måste bli litet. Detta gäller också den sand-grusupp-byggda överbyggnadstypen. För denna överbyggnadstyp
påverkar en annan komponent i viss mån tjällyftningen, nämligen den mekaniska belastningen och i
tjällyft-ningsreducerande riktning.
Kurvorna i fig 11 visar av S Fredén beräknad tjällyft-ning i relation till köldmängden för tre olika mäktiga överbyggnader med sand-grusmaterial resp cellplast
VTI RAPPORT 215 Bi t. sur fa ce Bi t. be lög gn . Gr us Gr ave !
. _ , o o 0 ' a _ I 0 ' . . . . ' . F 0 I _ . . . . . -. u n . u . ' o i . v . -u , . i ' . -v . . . . l . i O . i / I ' ., o v 0 ° . ' ' -' a I ' . ' ' r r . o ' U 0 h ' \ u -. -. l . 0 . O 4 v 0 i _ , s i -' 4 r . . q ' . Sa nd o . -» ° -' -' v 5 ' 0 a ' o ' . n a . -ø
Is
ol
er
in
g
'
?6
0,
03
In sul atio n .'-,. -.o, .' A:0, 1Sa
nd
[-;\=
0,2
A=
O,
5
?0
1,
3
sa
nd
'
"
(E
xp
an
de
d
an
d
bur nt cl ay) (P la st ic fo am ) (G ra nul at ed sl ag g)A
(k
ca
l/
m°C
h)
(S and) F i g 10 . V äg öve r byg g n a d e r m e d s a mma k öl d ma g a s i n e ra n d e k ap a c i t e t (-10 00 O C ' d yg n ) R o a d b a ses wi t h th e s a me f r o s t r e s i s t a nce c a p a ci t y (= 1000 O C ' days ) . 5 0 c m 2223
__ Köldmöngd Tjöllyftning
O: Freezinq index (C,dcys/Cm)
( C'dygn/cm)
Frost heovingKöldmöngd 'C-dygn
Freezing index °C-doys
ll
1500 1000 *' 500" _ l b -1 + -Tjöllyftning, cm Frost heoving, cmFig ll. Beräknad tjällyftning i relation till
köld-mängden. Enligt S Fredén.
Calculated frost heaving in relation to freezing
index. According to S Fredén.
24
sedan dessa genomtjälats. Översta kurvan beskriver
tjällyftningen vid en 200 cm mäktig grus-sandöverbygg-nad eller en överbygggrus-sandöverbygg-nad med 4,6 cm cellplast (jfr fig 3), vilken dimensionerats för att tåla 1 000 dygnsgra-der. De två nedre kurvorna visar tjällyftningarna vid sand-grusöverbyggnader med de reducerade tjocklekarna
1,2 och 0,7 m. En viss reservation vad gäller kurvför-lOppen får göras med hänsyn till att belastningens
in-flytande på tjällyftningen ej medräknats, vilken för vissa tjällyftningsbenägna jordar kan ha en viss be-tydelse.
Eftersom tjällyftningskurvorna är praktiskt taget räta
linjer kan kvoten Q = köldmängd/tjällyftning (Oc dygn/
/cm) bestämmas. Q-värdet är för överbyggnaden med 200 cm grus-sandmaterial 125, vilket betyder att om
köld-mängden 1 500 dygnsgrader (10-%-köldköld-mängden) skulle
inträffa blir tjällyftningen (1 500 - 1 000)/125 = 4
cm vilket för de flesta vägar är acceptabelt. De redu-cerade överbyggnadstjocklekarna motsvarande
köldmaga-sinerande kapaciteten ca 500 (1,2 m) och ca 250 (0,7)
dygnsgrader ger vid köldmängden 1 500 dygnsgrader 12
resp 28 cm tjällyftning. Tjällyftningsuppgifterna kan
användas vid bedömning av erforderliga
överbyggnads-tjocklekar eller cellplastöverbyggnads-tjocklekar med hänsyn till de krav man har på jämn väg.
6 . VÄRMELEDNINGSTALETS BETYDELSE
Det har i föregående avsnitt framgått att värmeled-ningstalet för det tjälisolerande materialet har
domi-nerande betydelse såväl för den tjälisolerande över-byggnadens köldmagasinerande kapacitet som för den tjällyftning som uppkommer efter det överbyggnaden
genomtjälats.
Den bästa tjälisolerande effekten uppnås om
vin-25
tern d V s om det tjälisolerande materialets
värmeled-ningstal lågt. Under sommaren däremot bör
värmetran-sporten ned till undergrunden vara så stor som möjligt
för att därmed bygga upp ett stort värmemagasin. Detta underlättas med ett högt värmeledningstal hos det
tjäl-isolerande materialet. Det effektivaste tjältjäl-isolerande
materialet har sålunda ett lågt värmeledningstal i fruset tillstånd och ett högt i ofruset tillstånd.
6.1 Värmeledningstal för några tjälisolerande
material
I nedanstående tabell redovisas några värden på
värme-ledningstal, som bestämts på fruset resp ofruset
mate-rial.
6.2 Värmeledningstalet som dimensionerande faktor
Ett visst tjälskyddskrav motsvaras av en viss köld-magasinerande kapacitet hos överbyggnaden, vilket be-tyder att erforderliga tjocklekar hos de tjälisolerande
lagren i en i övrigt konstant överbyggnadskonstruktion
blir olika och beroende av de enskilda värmelednings-talen för materialen. Om man utgår från styrencell-plasternas värmeledningstal på ca 0,030 kcal/mOCh så
måste tjockleken hos de tjälisolerande lagren av annan
materialtyp bli förhöjda med följande belopp, för lätt-klinker med O,172/0,03 = 5,7 gånger för råkopparslagg och hyttsten med 0,358/0,030 = 11,9 gånger och för hyttsand med 0,253/0,030 = 8,4 gånger. Om
styrencell-plast antages att den erforderliga tjockleken är 6 cm,
så blir tjocklekarna för lättklinker 34 cm, hyttsten och råkopparslagg 70 cm och för hyttsand 50 cm.
Styrencellplast tillhör de högisolerande materialen
och har sålunda en mycket effektiv tjälisolerande
verkan. Men som tidigare framhållits är tjälisolerings-effekten starkt beroende av absolutvärdet på
Be st äm ni ng av vär me le dn in gs ta l för någ ra tJ al is ol er an de ma te rial Pr ovn in gs -in st it ut io n D a t um f ör pr ovt ag ni ng Ma te ri al Typ De ns it et kg /m 3 Fuk tk vo t vo l-Z P r o ve t s me de lt em -pe ra tur 0C T e m p e r a t ur -fa ll öve r pr ove t O C / c m Vär me le dn in gs ta l, kc al /m OC h Sa mt li ga be st äm -ni ng ar Me de lt al för fr us na pr ov Me de lt al för of rus na pr ov Mede lt al för sa mt -li ga pr ov A n m är k -ning S t a t e n s pr ovn ig ns -an st al t St at en s pr ovn in gs -an st al t S t a t e n s pr ovn in gs -an st al t In st it ut t för Kj öl e-te kn ik k, VT H T r o n d h e i m St at en s pr ovn in gs -an st al t S t a t e n s pr ovn in gs -an st al t S t a t e n pr ovn in gs -a n s t a l t S t a t e n s pr ovn in gs an st al t 19 76 -1 0-15 19 75 -1 0-17 10 75 -0 9-10 19 75 -1 1-20 19 80 -1 2-09 19 80 -1 2-09 1980 -1 2-09 19 80 -1 2-09 Hyt ts te n fr ån NJ A Hyt ts an d fr ån Do m-na rve t Råk op pa r sl ag g fr ån Rön ns kär Bi tum in i-se ra d Sve ns k Le ca S t yr e n -ce ll pl as t St yr ol it S t yr e n -ce ll pl as t St yr ol it Styr en -ce ll pl as t St yr of oa m St yr en -ce ll pl as t St yr of oa m 1 46 5 36 7 49 49 43 43 7, 0 3, 3
2,9/ 7, 1 2, 4/ 7, 1 2, 7/ 7, 1 2, 3/ 7, 1 2, 8/ 7, 1 3, 0/ 7, 1 1, 0/ 7, 1 10 ,1 /7 ,1 9, 5/ 7, 1 9, 9/ 7, 1 10 ,0 /7 ,1 10 ,1 /7 ,1 9, 2/ 7, 1 9, 6/ 7, 1 9, 9/ 7, 1 0, 38 5 0, 35 5 0, 34 1 0, 34 7 0, 22 5 0, 23 1 0,27 6 0, 28 0 0, 33 4 0, 33 4 0, 40 7 0, 169 0, 17 4 0, 16 9 0, 17 3 0, 03 45 0, 37 0 0, 22 8 0, 33 4 0, 17 2 0, 03 50 0, 03 43 0, 02 28 0, 02 30 0, 34 4 0, 27 8 0, 40 7 0, 17 1 0, 03 05 0, 03 08 0, 02 28 0, 02 33 0, 35 7 0, 25 3 0, 35 8 0, 17 2 0, 03 28 0, 03 25 0, 02 28 0, 02 31 .t or ium P r o v b e -re tt på l a b o r a -215
27
ningstalet. Värmeledningstalet i ovanstående tabell
visar att Styrolit har ett genomsnittligt
värmeled-ningstal på 0,0327 kcal/mOCh och Styrofoam 0,0230
kcal/mOCh efter 8 år i Väg (Provvägen Lasele 1972). Skillnaden i värmeledningstal är 42 %, d V 5 Styroli-ten har ett värmeledningstal som med 42 % överstiger Styrofoamens. Som tidigare utretts betyder detta att vid val mellan de två cellplastkvaliteterna måste man välja ett 42 % tjockare Styrolitlager jämfört med ettStyrofoamlager, om man skall kunna ernå samma tjäliso-lerande effekt.
Det måste till sist anmärkas att ovanstående
resone-mang gäller tjälisoleringseffekten, inte effekten på
bärigheten. Det är sålunda sannolikt att material med
relativt höga värmeledningstal, som måste användas i
större tjocklekar för att kunna ge vägen en viss
tjäl-isolerande effekt, dessutom förstärker vägenså att
den får en högre bärighet, som kan utnyttjas under
tjällossningstiden. I ovanstående exempel talas om att 70 cm råkopparslagg eller 50 cm hyttsand är
tjälisole-ringsmässigt likvärdigt med 6 cm styrencellplast. Om
hänsyn tages till den förhöjda bärighetseffekten av slagglagren skulle sannolikt de angivna tjocklekarna hos dessa lager kunna minskas, hur mycket är däremot
